Registration Number
0826U001625, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
30-06-2026
popup.evolution
.
Title
Photocatalytic and multicomponent methods for the synthesis of functionalized ferrocene derivatives and amino-substituted THF derivatives.
Author
Kyrylo I. Tymoshenko,
popup.head Vitalii O. Palchykov
popup.opponent Pavlo V. Zadorozhnyi
popup.opponent Yurii I. Slyvka
popup.review Serhii I. Kovalenko
popup.review Andriy O. Anishchenko
popup.rada
Oles Honchar Dnipro National University
Description
Дисертаційна робота присвячена синтезу гетероциклічних похідних фероцену та амінопохідних тетрагідрофурану.
Гетероциклічні похідні фероцену виявляють різноманітну біологічну активність, а також можуть бути використані у якості сенсорів для виявлення катіонів важких металів.
Незважаючи на достатньо велику кількість синтезованих похідних, такий відносно простий тип сполук, як фероценілзаміщені 1,4,5,6-тетрагідропіридазини, є невідомим в літературних джерелах. В даній роботі розроблено та оптимізовано метод синтезу 3-фероценіл-1,4,5,6-тетрагідропіридазинів. У якості вихідних речовин використано доступний γ-хлорбутаноїлфероцен та алкіл/арилпохідні гідразину.
Для синтезу арилзаміщених 3-фероценіл-1,4,5,6-тетрагідропіридазинів оптимальними умовами виявилось проведення реакції у метанолі. Виявлено, що винятком є взаємодія γ-хлорбутаноїлфероцену з 2,4-динітрофенілгідразином. Напрямок реакції залежав від застосування кислотного каталізатору (PTSA) або основи (триетиламін), що дозволило синтезувати, відповідно, як очікуваний 1,4,5,6-тетрагідропіридазин, так і суміш ациклічних продуктів N-алкілування 2,4-динітрофенілгідразину.
У той же час, для синтезу алкілпохідних необхідне нагрівання реагентів у бензолі з насадкою Діна-Старка в присутності 10 моль% nBu4NBr. В більшості випадків у реакцію вступали алкілгідразини як з електродонорними, так і з електронакцепторними замісниками.
В обох випадках в якості основи використано доступний натрій ацетат, виходи продуктів складали 33-71%.
Оскільки незаміщенний по атому нітрогену 3-фероценіл-1,4,5,6-тетрагідропіридазин представляє велику цінність як вихідний синтон для подальшої трансформації, а за наведеними вище способами він не синтезується, то спеціально для синтезу такого продукту було розроблено іншу методику з використанням надлишку водного гідразингідрату в середовищі ізопропанолу, завдяки якій вдалося синтезувати цільовий продукт з виходом 60%.
Одержані продукти були охарактеризовані за допомогою 1H та 13C ЯМР-спектроскопії.
Частина з одержаних продуктів була протестована на наявність протипухлинної активності.
В межах дисертаційної роботи було досліджено можливості застосування фероценкарбоксальдегіду у синтезі гетероциклічних сполук. На відміну від інших арилальдегідів, фероценальдегід значно менш застосований у синтезі N, O, S-вмісних гетероциклів
Особливу увагу приділено мультикомпонентним реакціям, зокрема, реакції Біджинеллі та конденсаціям за участі малонодинітрилу.
Реакція Біджинелі проведена за участі фероценальдегіду, шестичленного кетосульфону та сечовини, тіосечовини та нітрогуанідину. Синтези проводилися в оцтовій кислоті при нагріванні, продукти виділені простим фільтруванням з подальшою промивкою етанолом з виходами 37-69%.
Крім цього, синтезовано фероценілзаміщені похідні піримідину та піридину, виходячи з фероценкарбоксальдегіду, малонодинітрилу та, відповідно, з нітрогуанідину та тетралону в етанолі при каталізі NaOH.
Встановлено, що в ряді випадків фероценкарбоксальдегід реагує подібно до інших ароматичних альдегідів. Виявлено, що у реакціях з основними каталізаторами побічним процессом є реакція Канніццаро. Показано межі застосування фероценкарбокальдегіду у мультикомпонентних реакціях за відомих умов проведення синтезів.
Крім того, продемонстровано можливість фотохімічного синтезу 2-фероценілбензімідазолу з використанням Метиленового синього в якості фотокаталізатора.
Іншим важливим перетворенням в межах даної роботи є Pd-каталізоване фотохімічне амінування тетрагідрофурану з утворенням аміналей ТГФ. Даний клас сполук представляє інтерес у якості біологічноактивних речовин.
Розроблено спосіб Pd-каталізованого фотохімічного амінування ТГФ, що передбачає реакцію незаміщенного ТГФ з аміном в присутності Pd(PPh3)4, PhBr та основи при опроміненні синім світлом з піковою довжиною хвилі 465 нм.
Проведено оптимізацію умов синтезу. Показано, що найвищі виходи (до 71%) досягаються у випадку вторинних циклічних амінів.
Було проведено ряд експериментів, направлених на з’ясування механізму реакції.
Для підтвердження того, що фотоамінування є радикальним процесом, було проведено дослід з додаванням двох еквівалентів стабільного радикалу ТЕМПО. При цьому спостерігалося утворення продукту приєднання радикалу ТГФ до ТЕМПО за даними GCMS.
Крім цього, було проведено експеримент для встановлення константи кінетичного ізотопного ефекту. Виходячи зі співвідношення виходів продуктів, встановлено, що константа кінетичного ізотопного ефекту складає 5.25. Наявність кінетичного ізотопного ефекту показує, що швидкістьлімітуючою стадією є розрив C-H зв’язку у молекулі ТГФ.
Registration Date
2026-05-13
popup.nrat_date
2026-05-13 / 2026-07-09
